Конечно, давайте рассмотрим каждый вопрос по отдельности:
№1. Какое число σ- и π-связей в молекуле CН ≡C-CH3?
Молекула имеет следующую структуру: CH≡C-CH3.
- Углерод-углеродная тройная связь (C≡C) состоит из одной σ-связи и двух π-связей.
- Углерод-углеродная одинарная связь (C-C) состоит из одной σ-связи.
- Углерод-водородные связи (C-H) — это одинарные связи, каждая из которых является σ-связью.
Итак, считаем количество σ- и π-связей:
- Тройная связь (C≡C): 1 σ и 2 π.
- Одинарная связь (C-C): 1 σ.
- В молекуле CH3 имеется три C-H связи, каждая является σ-связью: 3 σ.
- В молекуле CH имеется одна C-H связь, которая также является σ-связью: 1 σ.
Итого:
- σ-связей: 1 (тройная) + 1 (одинарная) + 3 (C-H в CH3) + 1 (C-H в CH) = 6 σ-связей.
- π-связей: 2 (от тройной связи).
№2. Вещества, имеющие одинаковый состав, но разное строение?
Вещества, имеющие одинаковый химический состав (одинаковую молекулярную формулу), но разное строение, называются изомерами. Изомеры могут быть различными типами:
- Структурные (конституционные) изомеры: различаются порядком соединения атомов (например, бутан и изобутан).
- Геометрические изомеры (цис-транс): различаются расположением атомов или групп вокруг двойной связи или циклической структуры (например, цис- и транс-2-бутен).
- Оптические изомеры (энантиомеры): являются зеркальными отражениями друг друга и не совмещаются друг с другом (например, молекулы с хиральными центрами).
№3. Когда испанские конкистадоры в XVI веке высадились в Южной Америке, их внимание привлекли мячи, которыми индейцы пользовались в спортивных играх. Эти мячи были сделаны из неизвестного в Испании упругого и пластичного вещества, получаемого индейцами из сока каких-то деревьев. Индейцы находили ему и другое применение. Изготовляли из него водонепроницаемую обувь и ткань. Формула вещества, о котором идет речь?
Речь идет о натуральном каучуке. Натуральный каучук получают из сока дерева гевеи (Hevea brasiliensis), известного как латекс. Химическая формула каучука — (C5H8)_n, где n — число повторяющихся изопреновых звеньев.
№4. При действии на карбид кальция воды он образует горючий газ. Данный газ пропустили через нагретый подкисленный водный раствор, содержащий сульфат ртути (II). Образующееся вещество смешали с водородом и пропустили над нагретым порошком никеля. Какое вещество образовалось?
Карбид кальция (CaC2) реагирует с водой, образуя ацетилен (C2H2):
[ \text{CaC2} + 2\text{H2O} \rightarrow \text{C2H2} + \text{Ca(OH)2} ]
Ацетилен пропускают через нагретый подкисленный раствор сульфата ртути (II), в результате чего образуется ацетальдегид (CH3CHO):
[ \text{C2H2} + \text{H2O} \xrightarrow{\text{HgSO4, H2SO4}} \text{CH3CHO} ]
Ацетальдегид гидрируется (реагирует с водородом) на никелевом катализаторе, образуя этанол (C2H5OH):
[ \text{CH3CHO} + \text{H2} \xrightarrow{\text{Ni}} \text{C2H5OH} ]
Таким образом, конечное вещество — этанол (C2H5OH).
№5. Степень окисления первого атома углерода в следующих соединениях: CH3-CH2 -CH3 и CH3-CH2 –CH2-Cl?
CH3-CH2-CH3 (Пропан):
- Углеродный атом в CH3-группе (первый атом углерода) имеет три связи с водородом и одну связь с вторым углеродом.
- Водород имеет степень окисления +1.
- Углерод в органических соединениях обычно рассматривается как имеющий степень окисления 0, но в данном случае каждый водород "забирает" один электрон, поэтому степень окисления углерода:
[ \text{С} - 3(\text{+1}) = -3 ]
Степень окисления первого атома углерода в CH3-группе пропана: -3.
CH3-CH2-CH2-Cl (1-хлорпропан):
- Углеродный атом в CH3-группе (первый атом углерода) имеет три связи с водородом и одну связь с вторым углеродом.
- Аналогично предыдущему случаю, степень окисления углерода:
[ \text{С} - 3(\text{+1}) = -3 ]
Степень окисления первого атома углерода в CH3-группе 1-хлорпропана: -3.
Итак, степень окисления первого атома углерода в обоих соединениях (CH3-группе) составляет -3.
